Download El ambiente interno. Microbioma pulmonar

AMBIENTE Y SALUD
RESPIRATORIA
Dra. Laura B. Moreno.
Servicio de Neumonología.
Hospital de Niños Santísima Trinidad de Córdoba
SAP Filial Córdoba, 2015
Ambiente interno.
Mi bi
Microbioma
pulmonar
l
Dra. Laura B. Moreno.
Servicio de Neumonología.
Hospital de Niños Santísima Trinidad de Córdoba
SAP Filial Córdoba, 2015
Objetivos de la presentación:

Recuperar conceptos básicos y actuales
sobre microambiente y “microbioma
pulmonar” y sus posibilidades preventivas
y terapéuticas en enfermedad respiratoria
pediátrica.

Perspectiva ECOLOGICA del proceso
SALUD-ENFERMEDAD respiratoria
E. K. Costello et al.
The Application of Ecological Theory Toward an Understanding of the
Human Microbiome. Science Translational Medicine Review 2012
Posibles agentes
g
patógenos
p
g
para el
p
sistema respiratorio.

Infecciosos:


Partículas inorgánicas:


secreción bucofaríngea, gástrica.
Drogas:


alimentos, piezas dentales, etc.
Secreciones:


humo de tabaco, polución
Cuerpos extraños:


pólenes, esporas de hongos, enzimas.
Sustancias químicas:


humo de tabaco, SO2, NO2, O3, CO, oxigeno en altas concentraciones, etc.
Partículas orgánicas:


sílice, asbestos, carbón, hierro, talco, etc.
G
Gases
tó i
tóxicos
o irritantes:
i it t


virus, bacterias, parásitos, hongos.
aerosoles gotas nasales
aerosoles,
Radiaciones:

radioterapia, radiaciones
Mecanismos de defensa pulmonar

Complejas estructuras anatómicas y funcionales
del sistema RESPIRATORIO-INMUNOLÓGICO

Objetivos
 Mantener libre de agentes patógenos la zona
inferior a las cuerdas vocales
 Limitar el ingreso
g
de elementos no deseados
al pulmón (intercambio gaseoso).
“Microambiente saludable”
Mecanismos intrínsecos/constitutivos




Filtración aerodinámica de partículas
Acondicionamiento del aire inhalado
Reflejos
j de la vía aérea
 Reflejo laríngeo de cierre
 Estornudo
 Broncoconstricción
 Tos
Transporte mucociliar e hidratación
d l moco.
del
 Motilidad ciliar/composición del
moco
 Drenaje anatómico
Sistema inmunitario




Reconocimiento de células/partículas extrañas
Eliminación de las mismas
Reparación
p
de los tejidos
j
injuriados.
j
Establecer adaptación al medioambiente:
Inmunidad innata  microambiente pulmonar
= MODULACIÓN INMUNOLÓGICA
(tolerancia, alergia o autoinmunidad)
L. V. Hooper et al. Interactions Between the Microbiota and the Immune System .
Science Translational Medicine Review 2012
Receptores celulares “tool-like
tool like
receptor”(RLTs)

Receptores proteicos que desempeñan un rol clave en la
iniciación de la respuesta inmune innata celular.

Se han descripto alrededor de 10 RLTs
Tienen un dominio extracelular que reconoce algunos
componentes microbianos
La región intracelular contiene un receptor para IL-1 que
desencadenan citocinas y quimocinas.




Se expresan en macrófagos, neutrófilos y células
epiteliales de la vía aérea.
También en células dendríticas
dendríticas, linfocitos B y T
T,
participando en la respuesta inmune adaptativa.
Microbioma Pulmonar
Mi bi
Microbioma…


Todos los compartimientos humanos en contacto con
el medio externo estarían colonizados por diferentes
poblaciones de microbios (bacterias-virus-hongos)
Relación de “mutualismo”-simbiosis
 Rol de los microbios en SALUD - ENFERMEDAD
humana
Microbioma pulmonar…

Pruebas de detección de subunidades ribosomales
16S del ARNr y pirosecuenciación.
pirosecuenciación
los pulmones normales no son estériles!
(múltiples microorganismos colonizantes -microbiota).
microbiota).

Familias bacterianas asientan en las vías aéreas
inferiores desde los primeros momentos de la vida
Muestran diferencias entre los sujetos sanos y con
patología
t l í respiratoria.
i t i

Mi bi
Microbioma:
algunos
l
conceptos
t (1)



Microbio: forma de vida microscópica (bacterias,
hongos, protozoarios, virus)
Mi
Microbiota:
bi t microbios
i bi específicos
ífi
en una
“población” determinada
Mi
Microbioma:
bi
l microbiota
la
i bi t en un “hábitat”
“hábit t”
determinado (lugar-tiempo) que interactúa
“funcionalmente
funcionalmente y metabólicamente”
metabólicamente
MICROBIOMA sinónimo de MICROBIOTA
(diferentes conceptos ecológicos)
Microbioma: algunos conceptos (2)

Unidades Taxonómicas Organizacionales (OTUs)
permiten describir comunidades (<97% similares)
 Riqueza (N° de OTUs o biomasa)
 Abundancia (relativa proporción de diferentes
OTUs)
 Dominancia (emergencia de una OTU)
 Índice de diversidad/complejidad.
Microbioma: algunos conceptos (3)

Inmunomodulación. El sistema inmune se desarrolla
a partir de su interacción con el medio ambiente
(fl
(flora
colonizante
l i
t di
digestiva,
ti
respiratoria,
i t i etc).
t )
Tolerancia/alergia (patogenia del asma)

Variabilidad-Diversidad: aumento o disminución de
algunas poblaciones bacterianas (OTU/ Unidades
Taxonómicas Operativas)
Enfermedades crónicas obstructivas (EPOC)
Exacerbaciones de Fibrosis Quística
Exacerbaciones de asma
Microbioma.
algunas evidencias…
2011
•Existe
E i t un Microbioma
Mi bi
pulmonar?
l
? O llas b
bacterias
t i
identificadas son consecuencia del arrastre mecánico con el
broncoscopio?
•Existen bacterias en los p
pulmones de individuos sanos en
menor cantidad que en tracto respiratorio alto y de similar
composición. Se sugiere que se originaría a partir de microaspiraciones continuas.
2014
•Las
Las diferentes etiologías en neumonía parecen estar
asociadas a patrones específicos de “disbiosis” en la
microbiota.
•La microbiota de los controles sanos fue mas “diversa” que
l casos d
los
de neumonía.
í
•Podríamos especular que la disminución en la diversidad
es causada por el sobre-crecimiento de patógenos, los que
predispondría
p
p
a la invasión de la infección . Sn embargo,
g , es
necesario confirmar esta hipótesis con estudios
longitudinales.
•Conclusiones: Si bien no se encontraron bacterias
especificas comensales asociadas a la salud
salud, la nasofaringe
sana fue colonizada con una flora con amplio rango de
diversidad .
2011
2013
¿Qué rol juega la microbiota en la
patogenesis de la exacerbación y qué impacto
tiene cuando recibe tratamiento con ATB?
La diversidad de bacterias se mantiene
relativamente estable durante la
exacerbación.
Conclusiones: una compleja microbiota está
presente en los pulmonaes de pacientes con
bronquiectasias y permanece estable durante
el tratamiento de las exacerbaciones con ATB.
sugiriendo que los cambios en la composición
de la microbiota no estarían involucrados en
las exacerbaciones.
Objetivo: determinar las relaciones entre la microbiota de las vías respiratorias, la
inflamación, y la función pulmonar en sujetos con FQ tratados por exacerbación
pulmonar
Conclusiones,:
Al inicio del tratamiento de la Ex FQ,
Pseudomonas se asociaron con
disminución del FEV1 y mayores
niveles
i l d
de iinflamación,
fl
ió no asíí los
l
gérmenes anaeróbios.
Por otra parte, la diversidad microbiana
se asoció
ió con una mayor presencia
i
de Pseudomonas, menor función
pulmonar y un aumento de la
inflamación.
inflamación
Dado que el tratamiento Ex FQ da lugar
a cambios en la variable de género
anaeróbico se sugiere la necesidad
de realizar estudios más grandes
sobre todo en pacientes sin
colonización con los tradicionales
patógenos en FQ.
Microbioma.
algunas evidencias…
Asma bronquial
El asma es más que inflamación alérgica. La
respuesta inmune innata en interacción con el
microambiente juega un rol clave en la
patogenia de esta enfermedad.
Al
Algunas
evidencias…(1)
id
i
(1)
Relación inversa entre abundancia de ácaros,
bacterias gram positivas (endotoxinas, etc) y
atopia y asma. GABRIEL study). Comunidad
Amish-granjeros en Suiza Vs comunidades
urbanas.
 Madre embarazada expuesta/no
p
expuesta…Cel T reg- citocinas pro
inflamatorias-INF--FNT

en sangre
g de cordón
del feto. Impronta en imbalance Th1/Th2.

Al
Algunas
evidencias…(3)
id
i
(3)
Chlamydias-MycoplasmaChlamydias
Mycoplasma colonización o
infección (bronquitis) utilización prolongada
de ATB y mejoría clínica (fenotipo de
asma?)
 Colonización
C l i
ió ttemprana d
de b
bacterias
t i ((<
1mes) se asoció a mayor prevalencia de
asma (Cohorte
(C h t d
de Copenague/Dinamarca
C
/Di
)

Bisgaard H,
H Hermansen MN,
MN Buchvald F,
F Loland L,
L Halkjaer LB,
LB Bonnelykke K,
K
et al. Childhood asthma after bacterial colonization of the airway in neonates.
N Engl J Med 2007;357:1487-95.
Al
Algunas
hipótesis
hi ót i y tteorías….
í

Habría relación entre el ambiente
ambiente, el microbioma
gastrointestinal y el desarrollo de función inmune en la
infancia.
 Estudios epidemiológicos: relación inversa entre
prevalencia de asma alérgica y exposición ambiental
a microbios (hipótesis de la higiene)
 Las bacterias intestinales ingresarían por ingesta oral
 Alteraciones en la función respiratoria inmune estaría
relacionada con la actividad inmuno-rregulatoria del
microbioma intestinal
“Respuesta
“Respuesta común de mucosa”
J Allergy Clin Immunol 2015;136:952-61.)
Conclusion: Probiotics used by pregnant women or breastfeeding mothers and/or given to infants reduced the
breastfeeding mothers and/or given to infants reduced the risk of eczema in infants; however, the certainty in the evidence is low.
No effect was observed for the prevention of other allergic conditions.
Conclusiones



Los pulmones no son estériles. Numerosas familias
bacterianas asientan en las vías aéreas inferiores
(microbioma) desde los primeros momentos de la vida
mostrando diferencias entre sujetos sanos y pacientes
con enfermedad respiratoria
respiratoria.
La diversidad de las poblaciones microbianas estaría
relacionadas con procesos inflamatorios y
exacerbación
b ió d
de enfrermedades
f
d d respiratorias
i t i
crómicas.
Quedan por
Q
p establecer las complejas
p j relaciones del
microbioma pulmonar con el sistema inmune, su
relación con la génesis de patología crónicas así
como las posibilidades de intervención en la
prevención de enfermedades alérgicas y asma
bronquial.
Muchas gracias!

[email protected]